第八章 实验十 测定电池的电动势和内阻-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，人教版）

实验十　测定电池的电动势和内阻 [footnoteRef:2]* [2: ●注意事项 1.电池选取:应选用内阻较大的电池。 2.实验操作:实验中不宜将电流调得过大,电表读数要快,每次读完数后立即断开开关。 3.数据要求:要测出不少于6组的(I,U)数据,且变化范围要大些。 4.描点画图:通过尽可能多的点作直线,使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去。 5.纵轴标度:可以不从零开始,而是依据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。这时图线和横轴的交点不是短路电流,但图线与纵轴的截距仍表示电源电动势,图线斜率的绝对值表示内阻。 ●误差分析 1.偶然误差 (1)由于电表读数不准引起误差。 (2)用图象法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大造成误差。 2.系统误差 (1)若采用图甲电路,其U-图象如图乙所示。由于电压表的分流作用造成误差。 ①当电压表示数越大时,电压表分流越大;反之,电压表分流越小。可推断电压表示数为零时,短路电流测量值等于真实值。 ②E测<E真,r测<r真。 (2)若采用图丙电路,其U-I图象如图丁所示。由于电流表的分压作用造成误差。 ①当电压表示数越小时,电流表的分压越大;电压表示数越大时,电流表的分压越小,可推断断路时,电流表分压为0,即断路时,电压表示数等于电动势。 ②E测=E真,r测>r真,一般r测的误差非常大。] 题型一　常规实验 [例1] (2020·山东卷,14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有: 干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω); 电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ); 电流表 A(量程0.6 A,内阻约1 Ω); 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω); 定值电阻R1(阻值2 Ω); 定值电阻R2(阻值5 Ω); 开关一个,导线若干。 (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是　　　　。(单选,填正确答案标号)  A.电压表分流 B.干电池内阻较小 C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据,回答以下问题: ①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点,请标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。 ②根据实验数据可知,所选的定值电阻为　　　(选填“R1”或“R2”)。  ③用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将实物图(图丁)连接成完整电路。 解析:(1)路端电压U=·R=,若电源内阻远小于外电路总电阻,则电压表示数总是接近电源的电动势,变化范围小,故B正确。 (2)①根据描出的点作出图象,如图1所示。 ②由画出的U-I图象知等效电源内阻r′= Ω=2.56 Ω,因此选的定值电阻为R1。 ③连接实物图,如图2所示,从电源正极出发,依次连接各器材,电压表并联在滑动变阻器和电流表两端,注意电流从正接线柱流入,负接线柱流出。 答案:(1)B (2)①图见解析　②R1　③图见解析 [模拟演练1] (2020·天津卷,9节选)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。 电压表(量程0～3 V,内阻约为3 kΩ) 电流表(量程0～0.6 A,内阻约为1 Ω) 滑动变阻器(0～20 Ω,额定电流1 A) 待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω) 开关、导线若干 (1)该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是　　　　。  (2)改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的　　　端。(选填“a”或者“b”)  (3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图象,如图所示。根据图象可知,电池组的电动势为　　　　　 V,内阻为　　　　 Ω。(结果均保留两位有效数字)  解析:(1)应用伏安法测电池组的电动势和内阻,电压